Výkonný li ion balancer. DIY balancer pro li-ion baterie

Zvláštnosti:

-Zůstatek

-

-Kontrola proudu

-

Popis špendlíků:

Zvláštnosti:

-Zůstatek: Řídicí deska HCX-D119 pro 3S/4S Li-Ion baterie má vestavěnou funkci balanceru. Zároveň se při procesu nabíjení baterie vyrovnává napětí na každém z článků na hodnotu 4,2V.
Abyste mohli využít funkci vyrovnání napětí, musíte po ukončení aktivní fáze nabíjení baterie udržovat baterii na napětí 12,6/16,8 V po dobu minimálně 60 - 120 minut. Aby balancer fungoval, je důležité, aby napětí nebylo vyšší než 12,6 / 16,8 V: pokud jsou tato napětí překročena, regulátor přejde do ochranného stavu a baterie nebudou vyváženy

-Ovládání napětí na každém článku: Když napětí na některém z článků překročí prahové hodnoty, celá baterie se automaticky vypne.

-Kontrola proudu: Když zátěžový proud překročí prahové hodnoty, celá baterie se automaticky vypne.

- Může pracovat s 3S bateriemi(3 baterie řady) Ovladač HCX-D119 je 100% kompatibilní s Li-Ion baterie 3S (11,1 V). Chcete-li přepnout ovladač do režimu 3S, musíte propojit kontakty R8 a posunout odpor R7 na R11 (R7 však zůstane otevřený) a připojit plošku „B1“ k plošce „B-“.

Popis špendlíků:

Posouzení vlastností konkrétní nabíječky je obtížné bez pochopení toho, jak by měla příkladná nabíječka skutečně fungovat. nabíjet li-ion baterie Než tedy přejdeme přímo ke schématům, připomeňme si trochu teorie.

Co jsou to lithiové baterie?

V závislosti na tom, z jakého materiálu je kladná elektroda lithiové baterie vyrobena, existuje několik druhů:

• s kobaltátovou katodou lithnou;
• s katodou na bázi lithiovaného fosforečnanu železitého;
• na bázi nikl-kobalt-hliník;
• na bázi nikl-kobalt-mangan.

Všechny tyto baterie mají své vlastní vlastnosti, ale protože tyto nuance nemají pro běžného spotřebitele zásadní význam, nebudou v tomto článku brány v úvahu.

Také všechny li-ion baterie jsou vyráběny v různých velikostech a tvarech. Mohou být buď opláštěné (například dnes populární 18650), nebo laminované či prizmatické (gel-polymerové baterie). Posledně jmenované jsou hermeticky uzavřené sáčky vyrobené ze speciální fólie, které obsahují elektrody a elektrodovou hmotu.

Nejběžnější velikosti li-ion baterie jsou uvedeny v tabulce níže (všechny mají jmenovité napětí 3,7 voltu):

Vnitřní elektrochemické procesy probíhají stejným způsobem a nezávisí na tvarovém faktoru a konstrukci baterie, takže vše níže uvedené platí stejně pro všechny lithiové baterie.

Jak správně nabíjet lithium-iontové baterie

Nejsprávnější způsob nabíjení lithiových baterií je nabíjení ve dvou fázích. Toto je metoda, kterou Sony používá u všech svých nabíječek. I přes složitější regulátor nabíjení to zajišťuje úplnější nabití li-ion baterií bez snížení jejich životnosti.

Zde hovoříme o dvoustupňovém nabíjecím profilu pro lithiové baterie, zkráceně CC/CV (konstantní proud, konstantní napětí). Existují také možnosti s pulzními a krokovými proudy, ale ty nejsou v tomto článku diskutovány. Více o nabíjení pulzním proudem si můžete přečíst.

Pojďme se tedy na obě fáze nabíjení podívat podrobněji.

1. V první fázi Musí být zajištěn konstantní nabíjecí proud. Aktuální hodnota je 0,2-0,5C. Pro zrychlené nabíjení je povoleno zvýšit proud na 0,5-1,0C (kde C je kapacita baterie).

Například pro baterii s kapacitou 3000 mAh je nominální nabíjecí proud na prvním stupni 600-1500 mA a zrychlený nabíjecí proud může být v rozsahu 1,5-3A.

Aby byl zajištěn konstantní nabíjecí proud dané hodnoty, musí být obvod nabíječky schopen zvýšit napětí na svorkách baterie. Nabíječka totiž v první fázi funguje jako klasický stabilizátor proudu.

Důležité: Pokud plánujete nabíjet baterie pomocí vestavěné ochranné desky (PCB), pak se při navrhování obvodu nabíječky musíte ujistit, že napětí nečinný pohyb obvody nikdy nebudou moci překročit 6-7 voltů. Jinak může dojít k poškození ochranné desky.

V okamžiku, kdy napětí na baterii stoupne na 4,2 voltu, získá baterie přibližně 70-80 % své kapacity (konkrétní hodnota kapacity bude záviset na nabíjecím proudu: při zrychleném nabíjení to bude o něco méně, při nominální poplatek - o něco více). Tento okamžik značí konec prvního stupně nabíjení a slouží jako signál pro přechod do druhého (a konečného) stupně.

2. Druhá fáze nabíjení- jedná se o nabíjení baterie konstantním napětím, ale postupně klesajícím (klesajícím) proudem.

V této fázi nabíječka udržuje napětí 4,15-4,25 V na baterii a řídí aktuální hodnotu.

S rostoucí kapacitou se bude nabíjecí proud snižovat. Jakmile jeho hodnota klesne na 0,05-0,01C, je proces nabíjení považován za dokončený.

Důležitou nuancí správné činnosti nabíječky je její úplné odpojení od baterie po dokončení nabíjení. To je způsobeno skutečností, že pro lithiové baterie je extrémně nežádoucí, aby zůstaly pod zvýšené napětí, který obvykle poskytuje nabíječka (tj. 4,18-4,24 voltů). To vede k urychlené degradaci chemické složení baterie a v důsledku toho snížení její kapacity. Dlouhodobý pobyt znamená desítky hodin i více.

Během druhé fáze nabíjení se baterii podaří získat přibližně o 0,1-0,15 více své kapacity. Celkové nabití baterie tak dosahuje 90-95 %, což je výborný ukazatel.

Podívali jsme se na dvě hlavní fáze nabíjení. Pokrytí problematiky nabíjení lithiových baterií by však bylo neúplné, pokud by nebyla zmíněna další etapa nabíjení – tzv. předem nabít.

Fáze předběžného nabíjení (předběžné nabíjení)- tento stupeň se používá pouze pro hluboce vybité baterie (méně než 2,5 V) pro uvedení do normálního provozního režimu.

V této fázi je nabíjení zajištěno DC sníženou hodnotu, dokud napětí baterie nedosáhne 2,8 V.

Předstupeň je nutný k zamezení nabobtnání a odtlakování (nebo i výbuchu ohněm) poškozených baterií, které mají např. vnitřní zkrat mezi elektrodami. Pokud takovou baterií okamžitě projde velký nabíjecí proud, nevyhnutelně to povede k jejímu zahřátí a pak záleží.

Další výhodou přednabíjení je předehřátí baterie, které je důležité při nabíjení při nízké teploty životní prostředí(v nevytápěné místnosti v chladném období).

Inteligentní nabíjení by mělo být schopno monitorovat napětí na baterii během fáze předběžného nabíjení, a pokud se napětí po dlouhou dobu nezvýší, vyvodit závěr, že baterie je vadná.

Všechny fáze nabíjení lithium-iontové baterie (včetně fáze předběžného nabíjení) jsou schematicky znázorněny v tomto grafu:

Překročení nominální hodnoty nabíjecí napětí o 0,15V může snížit životnost baterie na polovinu. Snížení nabíjecího napětí o 0,1 voltu snižuje kapacitu nabité baterie asi o 10 %, ale výrazně prodlužuje její životnost. Napětí plně nabité baterie po vyjmutí z nabíječky je 4,1-4,15 voltů.

Dovolte mi shrnout výše uvedené a nastínit hlavní body:

1. Jakým proudem bych měl nabíjet li-ion baterii (například 18650 nebo jakoukoli jinou)?

Proud bude záviset na tom, jak rychle jej chcete nabíjet, a může se pohybovat od 0,2C do 1C.

Například pro baterii velikosti 18650 s kapacitou 3400 mAh je minimální nabíjecí proud 680 mA a maximální 3400 mA.

2. Jak dlouho trvá nabití např. stejných baterií 18650?

Doba nabíjení přímo závisí na nabíjecím proudu a počítá se pomocí vzorce:

T = C / nabíjím.

Například doba nabíjení naší 3400 mAh baterie s proudem 1A bude asi 3,5 hodiny.

3. Jak správně nabíjet lithium-polymerovou baterii?

Všechny lithiové baterie se nabíjejí stejným způsobem. Nezáleží na tom, zda se jedná o lithium polymer nebo lithium ion. Pro nás, spotřebitele, v tom není žádný rozdíl.

Co je ochranná deska?

Ochranná deska (neboli PCB - power control board) je určena k ochraně proti zkratu, přebití a nadměrnému vybití lithiová baterie. Do ochranných modulů je zpravidla zabudována také ochrana proti přehřátí.

Z bezpečnostních důvodů je zakázáno používat lithiové baterie v domácích spotřebičích, pokud nemají zabudovanou ochrannou desku. Proto všechny baterie mobilních telefonů mají vždy desku plošných spojů. Výstupní svorky baterie jsou umístěny přímo na desce:

Tyto desky používají šestinohý regulátor nabíjení na specializovaném zařízení (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 a další analogy). Úkolem tohoto ovladače je odpojit baterii od zátěže při úplném vybití baterie a odpojit baterii od nabíjení při dosažení 4,25V.

Zde je například schéma desky ochrany baterie BP-6M, která byla dodána se starými telefony Nokia:

Pokud mluvíme o 18650, mohou být vyrobeny s nebo bez ochranné desky. Ochranný modul je umístěn v blízkosti záporného pólu baterie.

Deska zvyšuje délku baterie o 2-3 mm.

Baterie bez modulu PCB jsou obvykle součástí baterií, které se dodávají s vlastními ochrannými obvody.

Jakákoli baterie s ochranou se může snadno změnit na baterii bez ochrany, stačí ji vykuchat.

Dnes je maximální kapacita baterie 18650 3400 mAh. Baterie s ochranou musí mít na pouzdře odpovídající označení ("Chráněno").

Nezaměňujte desku PCB s modulem PCM (PCM - power charge module). Pokud první slouží pouze k ochraně baterie, pak druhé jsou určeny k řízení procesu nabíjení - omezují nabíjecí proud na dané úrovni, řídí teplotu a obecně zajišťují celý proces. Deska PCM je to, čemu říkáme regulátor nabíjení.

Doufám, že nyní nezůstaly žádné otázky, jak nabíjet baterii 18650 nebo jakoukoli jinou lithiovou baterii? Poté přejdeme k malému výběru hotových obvodových řešení pro nabíječky (stejné regulátory nabíjení).

Schémata nabíjení pro li-ion baterie

Všechny obvody jsou vhodné pro nabíjení libovolné lithiové baterie, zbývá pouze rozhodnout o nabíjecím proudu a základně prvku.

LM317

Schéma jednoduché nabíječky založené na čipu LM317 s indikátorem nabití:

Zapojení je nejjednodušší, celé nastavení spočívá v nastavení výstupního napětí na 4,2 V pomocí trimovacího rezistoru R8 (bez připojené baterie!) a nastavení nabíjecího proudu volbou rezistorů R4, R6. Výkon rezistoru R1 je minimálně 1 Watt.

Jakmile LED zhasne, lze proces nabíjení považovat za ukončený (nabíjecí proud nikdy neklesne na nulu). Po úplném nabití se nedoporučuje nechávat baterii v tomto nabití dlouhou dobu.

Mikroobvod lm317 je široce používán v různých stabilizátorech napětí a proudu (v závislosti na připojovacím obvodu). Prodává se na každém rohu a stojí haléře (můžete si vzít 10 kusů za pouhých 55 rublů).

LM317 se dodává v různých pouzdrech:

Přiřazení pinu (pinout):

Analogy čipu LM317 jsou: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (poslední dva jsou domácí výroby).

Nabíjecí proud lze zvýšit na 3A, pokud místo LM317 vezmete LM350. Bude to však dražší - 11 rublů/kus.

Deska s plošnými spoji a sestava obvodů jsou zobrazeny níže:

Starý sovětský tranzistor KT361 lze nahradit podobným pnp tranzistor(například KT3107, KT3108 nebo buržoazní 2N5086, 2SA733, BC308A). Pokud indikátor nabití nepotřebujete, lze jej zcela odstranit.

Nevýhoda obvodu: napájecí napětí musí být v rozmezí 8-12V. To je způsobeno tím, že pro normální operace LM317 mikroobvod, rozdíl mezi napětím baterie a napájecím napětím musí být alespoň 4,25 V. Nebude tedy možné jej napájet z USB portu.

MAX1555 nebo MAX1551

MAX1551/MAX1555 jsou specializované nabíječky pro Li+ baterie, schopné provozu z USB nebo ze samostatného napájecího adaptéru (například nabíječky telefonu).

Jediný rozdíl mezi těmito mikroobvody je v tom, že MAX1555 vydává signál indikující proces nabíjení a MAX1551 vydává signál, že je napájení zapnuto. Tito. 1555 je stále výhodnější ve většině případů, takže 1551 je nyní obtížné najít na prodej.

Podrobný popis těchto mikroobvodů od výrobce je.

Maximální vstupní napětí z DC adaptéru je 7 V, při napájení z USB - 6 V. Při poklesu napájecího napětí na 3,52 V se mikroobvod vypne a nabíjení se zastaví.

Mikroobvod sám zjistí, na kterém vstupu je napájecí napětí a připojí se k němu. Pokud je napájení dodáváno přes USB sběrnici, pak maximální proud Nabíjení je omezeno na 100 mA – to umožňuje zapojit nabíječku do USB portu libovolného počítače bez obav ze spálení jižního můstku.

Při napájení ze samostatného zdroje je typický nabíjecí proud 280 mA.

Čipy mají zabudovanou ochranu proti přehřátí. Ale i v tomto případě obvod pokračuje v provozu a snižuje nabíjecí proud o 17 mA na každý stupeň nad 110 ° C.

K dispozici je funkce předběžného nabíjení (viz výše): pokud je napětí baterie nižší než 3V, mikroobvod omezí nabíjecí proud na 40 mA.

Mikroobvod má 5 pinů. Zde je typické schéma zapojení:

Pokud existuje záruka, že napětí na výstupu vašeho adaptéru nemůže za žádných okolností překročit 7 voltů, pak se bez stabilizátoru 7805 obejdete.

Na tomto lze sestavit například možnost USB nabíjení.

Mikroobvod nevyžaduje externí diody ani externí tranzistory. Obecně, samozřejmě, nádherné maličkosti! Pouze jsou příliš malé a nepohodlné na pájení. A jsou také drahé ().

LP2951

Stabilizátor LP2951 vyrábí společnost National Semiconductors (). Poskytuje implementaci vestavěné funkce omezení proudu a umožňuje generovat stabilní úroveň nabíjecího napětí pro lithium-iontovou baterii na výstupu obvodu.

Nabíjecí napětí je 4,08 - 4,26 V a nastavuje se odporem R3 při odpojení baterie. Napětí je udržováno velmi přesně.

Nabíjecí proud je 150 - 300mA, tato hodnota je omezena vnitřními obvody čipu LP2951 (záleží na výrobci).

Použijte diodu s malým zpětným proudem. Může to být například jakákoli řada 1N400X, kterou si můžete zakoupit. Dioda se používá jako blokovací dioda, aby se zabránilo zpětný proud z baterie na čip LP2951, když je vypnuto vstupní napětí.

Tato nabíječka produkuje poměrně nízký nabíjecí proud, takže jakákoli baterie 18650 se může nabíjet přes noc.

Mikroobvod lze zakoupit jak v balíčku DIP, tak v balíčku SOIC (stojí asi 10 rublů za kus).

MCP73831

Čip vám umožňuje vytvářet správné nabíječky a je také levnější než tolik medializovaný MAX1555.

Typické schéma zapojení je převzato z:

Důležitou výhodou obvodu je absence nízkoodporových výkonných rezistorů, které omezují nabíjecí proud. Zde se proud nastavuje odporem připojeným k 5. pinu mikroobvodu. Jeho odpor by měl být v rozmezí 2-10 kOhm.

Sestavená nabíječka vypadá takto:

Mikroobvod se během provozu docela dobře zahřívá, ale nezdá se, že by mu to vadilo. Svou funkci plní.

Zde je další možnost PCB s smd led a micro USB konektor:

LTC4054 (STC4054)

Velmi jednoduchý obvod, skvělá možnost! Umožňuje nabíjení proudem až 800 mA (viz). Je pravda, že má tendenci se velmi zahřívat, ale v tomto případě vestavěná ochrana proti přehřátí snižuje proud.

Obvod lze výrazně zjednodušit vyhozením jedné nebo i obou LED s tranzistorem. Pak to bude vypadat takto (musíte uznat, že to nemůže být jednodušší: pár rezistorů a jeden kondenzátor):

Jedna z možností desky plošných spojů je dostupná na . Deska je určena pro prvky standardní velikosti 0805.

I = 1000/R. Neměli byste hned nastavovat vysoký proud; nejprve se podívejte, jak se mikroobvod zahřeje. Pro mé účely jsem vzal odpor 2,7 kOhm a nabíjecí proud se ukázal být asi 360 mA.

Je nepravděpodobné, že bude možné přizpůsobit radiátor tomuto mikroobvodu a není skutečností, že to bude účinné kvůli vysokému tepelnému odporu spojení krystal-pouzdro. Výrobce doporučuje udělat chladič „přes vývody“ – stopy vytvořit co nejtlustší a nechat fólii pod tělem čipu. Obecně platí, že čím více „zemní“ fólie zbude, tím lépe.

Mimochodem, většina tepla se odvádí přes 3. nohu, takže tuto stopu můžete udělat velmi širokou a tlustou (naplňte ji přebytečnou pájkou).

Balíček čipu LTC4054 může být označen LTH7 nebo LTADY.

LTH7 se od LTADY liší tím, že první dokáže zvednout velmi vybitou baterii (na které je napětí menší než 2,9 voltu), zatímco druhý nikoli (je třeba ji rozhoupat samostatně).

Čip se ukázal jako velmi úspěšný, takže má spoustu analogů: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, IT4618054, WPT4804, VPT468054, YPT48054, YPT48054, V S6102, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Před použitím některého z analogů si prostudujte katalogové listy.

TP4056

Mikroobvod je vyroben v pouzdře SOP-8 (viz), na břiše má kovový chladič, který není spojen s kontakty, což umožňuje efektivnější odvod tepla. Umožňuje nabíjet baterii proudem až 1A (proud závisí na odporu nastavení proudu).

Schéma zapojení vyžaduje naprosté minimum závěsných prvků:

Obvod realizuje klasický proces nabíjení - nejprve nabíjení konstantním proudem, poté konstantním napětím a klesajícím proudem. Všechno je vědecké. Pokud se podíváte na nabíjení krok za krokem, můžete rozlišit několik fází:

1. Sledování napětí připojené baterie (toto se děje neustále).
2. Fáze přednabíjení (pokud je baterie vybitá pod 2,9 V). Nabíjejte proudem 1/10 z naprogramovaného odporu R prog (100 mA při R prog = 1,2 kOhm) na úroveň 2,9 V.
3. Nabíjení maximálním konstantním proudem (1000 mA při R prog = 1,2 kOhm);
4. Když baterie dosáhne 4,2 V, napětí na baterii je pevně na této úrovni. Začíná hladký pokles nabíjecí proud.
5. Když proud dosáhne 1/10 hodnoty naprogramované rezistorem R prog (100 mA při R prog = 1,2 kOhm), nabíječka se vypne.
6. Po dokončení nabíjení regulátor pokračuje ve sledování napětí baterie (viz bod 1). Proud spotřebovaný monitorovacím obvodem je 2-3 µA. Po poklesu napětí na 4,0 V se nabíjení znovu spustí. A tak dále v kruhu.

Nabíjecí proud (v ampérech) se vypočítá podle vzorce I=1200/R prog. Přípustné maximum je 1000 mA.

Reálný test nabíjení s baterií 3400 mAh 18650 ukazuje graf:

Výhodou mikroobvodu je, že nabíjecí proud se nastavuje pouze jedním rezistorem. Výkonné nízkoodporové odpory nejsou nutné. Navíc je zde indikátor průběhu nabíjení a také indikace konce nabíjení. Pokud není baterie připojena, indikátor každých několik sekund bliká.

Napájecí napětí obvodu by mělo být v rozmezí 4,5...8 voltů. Čím blíže k 4,5V, tím lépe (čip se tedy méně zahřívá).

První větev se používá pro připojení teplotního čidla zabudovaného v lithium-iontová baterie(obvykle střední svorka baterie mobilního telefonu). Pokud je výstupní napětí pod 45 % nebo nad 80 % napájecího napětí, nabíjení se přeruší. Pokud nepotřebujete regulaci teploty, položte nohu na zem.

Pozornost! Tento obvod má jednu významnou nevýhodu: nepřítomnost obvodu ochrany proti přepólování baterie. V tomto případě je zaručeno spálení regulátoru kvůli překročení maximálního proudu. V tomto případě jde napájecí napětí obvodu přímo do baterie, což je velmi nebezpečné.

Signet je jednoduchý a dá se udělat za hodinu na koleni. Pokud jde o čas, můžete si objednat hotové moduly. Někteří výrobci hotových modulů přidávají ochranu proti nadproudu a nadměrnému vybití (můžete si například vybrat, jakou desku potřebujete - s ochranou nebo bez ní a s jakým konektorem).

Sehnat lze i hotové desky s kontaktem na teplotní čidlo. Nebo dokonce nabíjecí modul s několika paralelními mikroobvody TP4056 pro zvýšení nabíjecího proudu as ochranou proti přepólování (příklad).

LTC1734

Také velmi jednoduché schéma. Nabíjecí proud se nastavuje odporem R prog (např. pokud instalujete odpor 3 kOhm, proud bude 500 mA).

Mikroobvody jsou na pouzdru obvykle označeny: LTRG (často je lze nalézt ve starých telefonech Samsung).

Tranzistor bude v pohodě jakékoli p-n-p, hlavní je, že je dimenzován na daný nabíjecí proud.

Na uvedeném schématu není žádný indikátor nabití, ale na LTC1734 se říká, že pin „4“ (Prog) má dvě funkce - nastavení proudu a sledování konce nabíjení baterie. Například je znázorněn obvod s řízením konce nabíjení pomocí komparátoru LT1716.

Komparátor LT1716 lze v tomto případě nahradit levným LM358.

TL431 + tranzistor

Vymyslet obvod využívající cenově dostupnější součástky je asi těžké. Nejtěžší je zde najít zdroj referenční napětí TL431. Jsou však tak běžné, že se nacházejí téměř všude (zřídka se zdroj energie obejde bez tohoto mikroobvodu).

No a tranzistor TIP41 lze vyměnit za jakýkoliv jiný s vhodným kolektorovým proudem. Postačí i stará sovětská KT819, KT805 (nebo méně výkonná KT815, KT817).

Nastavení obvodu spočívá v nastavení výstupního napětí (bez baterie!!!) pomocí trimovacího rezistoru na 4,2 V. Sady rezistoru R1 maximální hodnota nabíjecí proud.

Tento obvod plně implementuje dvoustupňový proces nabíjení lithiových baterií - nejprve nabíjení stejnosměrným proudem, poté přechod do fáze stabilizace napětí a plynulé snížení proudu téměř na nulu. Jedinou nevýhodou je špatná opakovatelnost obvodu (je vrtošivý v nastavení a náročný na použité součástky).

MCP73812

Existuje další nezaslouženě opomíjený mikroobvod od Microchip - MCP73812 (viz). Na základě toho je získána velmi rozpočtová možnost zpoplatnění (a levná!). Celá sada těla je pouze jeden odpor!

Mimochodem, mikroobvod je vyroben v pájecím balení - SOT23-5.

Jediným negativem je, že se velmi zahřívá a není zde žádná indikace nabití. Také to nějak nefunguje příliš spolehlivě, pokud máte zdroj s nízkou spotřebou energie (což způsobuje pokles napětí).

Obecně platí, že pokud pro vás indikace nabití není důležitá a vyhovuje vám proud 500 mA, pak je MCP73812 velmi dobrou volbou.

NCP1835

Nabízí se plně integrované řešení - NCP1835B, poskytující vysokou stabilitu nabíjecího napětí (4,2 ±0,05 V).

Snad jedinou nevýhodou tohoto mikroobvodu je jeho příliš miniaturní velikost (pouzdro DFN-10, rozměr 3x3 mm). Ne každý může zajistit kvalitní pájení takových miniaturních prvků.

Mezi nepopiratelné výhody bych rád poznamenal následující:

1. Minimální počet částí těla.
2. Možnost nabíjení zcela vybité baterie (přednabíjecí proud 30 mA);
3. Určení konce nabíjení.
4. Programovatelný nabíjecí proud - až 1000 mA.
5. Indikace nabití a chyb (schopná detekovat nenabíjecí baterie a signalizovat to).
6. Ochrana proti dlouhodobému nabíjení (změnou kapacity kondenzátoru C t lze nastavit maximální dobu nabíjení od 6,6 do 784 minut).

Náklady na mikroobvod nejsou zrovna levné, ale také nejsou tak vysoké (~ 1 $), abyste jej mohli odmítnout používat. Pokud vám vyhovuje páječka, doporučil bych zvolit tuto možnost.

Více Detailní popis je v .

Mohu nabíjet lithium-iontovou baterii bez ovladače?

Ano můžeš. To však bude vyžadovat pečlivou kontrolu nabíjecího proudu a napětí.

Obecně platí, že bez nabíječky nebude možné nabíjet baterii, například naši 18650. Stále je potřeba nějak omezit maximální nabíjecí proud, takže bude stále potřeba alespoň ta nejprimitivnější paměť.

Nejjednodušší nabíječka pro jakoukoli lithiovou baterii je rezistor zapojený do série s baterií:

Odpor a ztrátový výkon rezistoru závisí na napětí napájecího zdroje, který bude použit pro nabíjení.

Jako příklad si spočítejme odpor pro 5V napájecí zdroj. Nabíjet budeme baterii 18650 s kapacitou 2400 mAh.

Takže na samém začátku nabíjení bude pokles napětí na rezistoru:

U r = 5 - 2,8 = 2,2 voltů

Řekněme, že náš 5V zdroj je dimenzován na maximální proud 1A. Obvod spotřebuje nejvyšší proud na samém začátku nabíjení, kdy je napětí na baterii minimální a činí 2,7-2,8 V.

Pozor: tyto výpočty neberou v úvahu možnost, že baterie může být velmi hluboko vybitá a napětí na ní může být mnohem nižší, dokonce až nulové.

Odpor odporu potřebný k omezení proudu na samém začátku nabíjení při 1 ampéru by tedy měl být:

R = U/I = 2,2/1 = 2,2 Ohm

Ztrátový výkon rezistoru:

Pr = I2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W

Na samém konci nabíjení baterie, když se napětí na ní blíží 4,2 V, bude nabíjecí proud:

Nabíjím = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

To znamená, jak vidíme, všechny hodnoty nepřekračují přípustné limity pro danou baterii: počáteční proud nepřekračuje maximální přípustný nabíjecí proud pro danou baterii (2,4 A) a konečný proud překračuje proud při kterém již baterie nezíská kapacitu ( 0,24 A).

Většina hlavní nevýhoda Takové nabíjení vyžaduje neustálé sledování napětí na baterii. A ručně vypněte nabíjení, jakmile napětí dosáhne 4,2 V. Lithiové baterie totiž velmi špatně snášejí i krátkodobé přepětí – hmoty elektrod začnou rychle degradovat, což nevyhnutelně vede ke ztrátě kapacity. Zároveň jsou vytvořeny všechny předpoklady pro přehřívání a odtlakování.

Pokud má vaše baterie vestavěnou ochrannou desku, o které jsme hovořili výše, vše se zjednoduší. Při dosažení určitého napětí na baterii ji samotná deska odpojí od nabíječky. Tento způsob nabíjení má však značné nevýhody, o kterých jsme hovořili v.

Ochrana zabudovaná v baterii nedovolí její přebití za žádných okolností. Stačí řídit nabíjecí proud tak, aby nepřekročil platné hodnoty pro tuto baterii (ochranné desky bohužel nemohou omezit nabíjecí proud).

Nabíjení pomocí laboratorního zdroje

Pokud máte napájecí zdroj s proudovou ochranou (omezení), pak jste zachráněni! Takovým zdrojem energie je již plnohodnotná nabíječka, která implementuje správný nabíjecí profil, o kterém jsme psali výše (CC/CV).

Pro nabíjení li-ion stačí nastavit napájení na 4,2 voltu a nastavit požadovaný proudový limit. A můžete připojit baterii.

Nejprve, když je baterie stále vybitá, laboratorní blok zdroj bude pracovat v režimu proudové ochrany (tj. bude stabilizovat výstupní proud na dané úrovni). Poté, když napětí na bance stoupne na nastavených 4,2V, zdroj přejde do režimu stabilizace napětí a proud začne klesat.

Když proud klesne na 0,05-0,1C, lze baterii považovat za plně nabitou.

Jak vidíte, laboratorní zdroj je téměř ideální nabíječka! Jediné, co nemůže dělat automaticky, je rozhodovat plně nabito baterie a vypněte. Ale to je maličkost, které byste neměli věnovat pozornost.

Jak nabíjet lithiové baterie?

A pokud se bavíme o jednorázové baterii, která není určena k dobíjení, tak správná (a jediná správná) odpověď na tuto otázku je NE.

Jde o to, že jakýkoli lithiová baterie(například běžný CR2032 ve formě ploché tablety) se vyznačuje přítomností vnitřní pasivační vrstvy, která pokrývá lithiovou anodu. Tato vrstva zabraňuje chemické reakci mezi anodou a elektrolytem. A přívod vnějšího proudu ničí výše uvedenou ochrannou vrstvu, což vede k poškození baterie.

Mimochodem, pokud mluvíme o nedobíjecí baterii CR2032, tak LIR2032, která je jí velmi podobná, je již plnohodnotnou baterií. Může a měl by být zpoplatněn. Jen jeho napětí není 3, ale 3,6V.

Jak nabíjet lithiové baterie (ať už jde o baterii telefonu, 18650 nebo jakoukoli jinou li-ion baterii) bylo diskutováno na začátku článku.

Věda nestojí na místě, v důsledku čehož se lithium-polymerové baterie pevně usadily v našem každodenním životě. Už jen těch 18650 prvků stojí za to – jen líní o nich nevědí. A v koníčku rádiem řízené modely Došlo ke kvalitativnímu skoku na novou úroveň! Kompaktnost, vysoký proudový výstup a nízká hmotnost poskytují široký prostor pro vylepšení stávajících bateriových napájecích systémů.

Věda zašla ještě dál, ale my se zatím zaměříme na verzi Li Ion (lithium-iontová).
Prodejna tedy zakoupila nabíječku a balanční zařízení značky Turnigy pro nabíjení sestav 2S a 3S lithium-polymerové baterie(typ lithného iontu, dále jen LiPo).






Moje rádiem řízené pěnové letadlo Cessna 150 (model vyrobený z pěnových stropních desek) je vybaveno 2S baterií - číslo před S udává počet LiPo článků zapojených do série. Nabíjení bylo stejné jako dříve, ale přenášení nabíječky v terénu by mohlo být jednodušší a levnější.

Proč tolik potíží?
Při nabíjení lithium-polymerových baterií je třeba dodržovat několik pravidel: proud musí být udržován na 0,5C...1C a napětí baterie by nemělo překročit 4,1...4,2V.
Pokud sestava obsahuje několik prvků zapojených do série, pak malé odchylky v jednom z nich nakonec povedou k předčasnému poškození baterií, pokud obvod není vyvážený. Tento efekt není pozorován v NiCd baterie nebo NiMh.
Všechny prvky v sestavě mají zpravidla blízkou, ale ne stejnou kapacitu. Pokud dva prvky s různé nádoby jsou zapojeny do série, pak se prvek s menší kapacitou nabíjí rychleji než prvek s větší. Protože proces nabíjení pokračuje, dokud není nabitý článek s největší kapacitou, dojde k přebití baterie s menší kapacitou. Při vybíjení se naopak prvky s nižší kapacitou vybíjejí rychleji. To vede k tomu, že po mnoha cyklech nabití-vybití se rozdíl v kapacitách zvětšuje a díky častému dobíjení se prvky s nejv. nízká kapacita se rychle stanou nepoužitelnými.
Tento problém lze snadno odstranit, pokud ovládáte potenciál prvků a zajistíte, aby všechny prvky v bloku měly přesně stejné napětí.
Proto je velmi vhodné používat nejen nabíječku, ale i nabíječku s funkcí vyvažování.

Zařízení: nabíječka + napájecí kabel s krokosvorkami pro připojení ke zdroji 12-15V nebo 12V baterii.
Nabíječka při nabíjení nespotřebovává více než 900 mA.
Dva indikátory zelená a červená - zelená kontrola napájení, červená svítí, když probíhá proces nabíjení-balancování. Na konci procesu nebo po vyjmutí balančního konektoru červená LED zhasne.
Nabíjení probíhá až do napětí 4,2 V na článek. Napětí byla měřena při práci pomocí běžného voltmetru. Napětí na konci nabíjení na 1. a 2. prvku bylo rovno 4,20 Voltu, na 3. prvku došlo k mírnému přebití 4,24 Voltu.

Rozdělení:


Obvod je zčásti klasický: zvyšovací převodník, dále 3 komparátory dávající signál do regulátoru (opotřebované značení v čínském stylu), ale výkonová část obvodu způsobila zmatek. Důvodem, proč jsem se dostal do útrob, byla moje neopatrnost. Omylem jsem odstřihl balanční vodiče na baterii 3S (od šroubováku) a při pájení jsem pomíchal výstupy prvků 1 a 3, v důsledku čehož při připojení k nabíječce (nabíječce) vycházel kouř z druhé . Vizuální kontrola odhalila vadný tranzistor N010X, ke kterému jsem nenašel popis, ale našel jsem odkaz na analog - ukázalo se, že jde o tranzistor s P kanálem s efektem pole




Zbývající části byly po kontrole shledány v dobrém stavu. Doma nebyly žádné zásoby polní trávy kanálu P, ceny v místním obchodě byly šílené. Zde se hodil starověký dialup modem Zuksel, který obsahoval část, kterou jsem potřeboval (s více nejlepší vlastnosti). Vzhledem k tomu, že můj zrak a velikost dílu neumožňovaly vše nainstalovat na místo, musel jsem být perverzní a díl namontovat do volného prostoru na zadní straně.
Na výkonové části se mi nelíbilo, že v režimu 2S nabíječka funguje jako většina podobných, ale se 3. prvkem to není tak jednoduché. Část z nějakého důvodu vyhořela, plnila funkci napájení nabíjené baterie jako celku. Funkčně jsou všechny tři prvky nabíjeny najednou; při nabíjení prvků 1 a 2 se tranzistory otevřou a prvky jsou propojeny přes odpory, čímž se umožní proudu obejít nabité prvky. Tranzistor s efektem pole odpojí napětí jako celek, řídí i nabíjení 3. prvku. A pokud je 3. prvek nabitý před 1. a 2., pak proud prochází diodou, aby se nabily zbývající prvky. v obecné schéma zablácený, docházím k závěru, že je to elementární úspora dílů.

Viník dobrodružství, která mě potkala:


Šroubovák Bosch přeměněný na lithiové baterie z notebooku, aby nahradil NiCd baterie, které zemřely krystalizací. V tuto chvíli se nabíječka stala standardní nabíječkou pro předělaný šroubovák. Plný nabíjecí cyklus (4Ah) nastane asi za 6 hodin, ale nikdy jsem baterii nevybil na nulu, takže není potřeba dlouhé nabíjení.

Závěr
Rozpočtová nabíječka. V konkrétním případě to přišlo vhod. Šroubovák má radost.
Nabíjecí proud 800mA omezuje minimální kapacitu nabíjených prvků. Pozorně si prohlédněte popis vaší baterie, kde je uveden maximální nabíjecí proud. Porušení návodu k obsluze může vést k poškození a požáru baterií.

Mám v plánu koupit +21 Přidat k oblíbeným Recenze se mi líbila +22 +46

Pro nabíjení LiPo baterie velká kapacita, nejsou levné nabíjecí balancéry zcela vhodné z důvodu omezeného nabíjecího proudu, v důsledku čehož se nabíjení vysokokapacitních baterií (2...5 A) prodlužuje na velmi dlouhou dobu. Navržená nabíječka je určena pro nabíjení 2S....3S LiPo baterií vysoké kapacity s jejich vyvážením a individuálním vypínáním bank, na kterých dosáhlo napětí 4,2V.

Tento obvod je určen pro nabíjení 2S a 3S baterií, ale v případě potřeby
Pro nabíjení 4S nebo 5S baterií stačí zvýšit počet článků. Všechny buňky jsou stejné.

Podívejme se na princip fungování paměti na příkladu jedné buňky. Základem je přesnost
Zenerova dioda TL431 s nastavitelným prahem spínání. Spínací práh je nastaven odporově
dělič napětí na vývodu řídicí elektrody zenerovy diody.
Dokud se zenerova dioda nerozsvítí, veškerý nabíjecí proud protéká baterií. Zenerova dioda přes
rezistor 1 Kom je připojen paralelně k baterii a napětí na kladné sběrnici i na odporovém děliči (a na řídicí elektrodě zenerovy diody) se s nabíjením baterie postupně zvyšuje. Když napětí baterie dosáhne 4,2 V
Zenerova dioda se otevře a pokles napětí na odporu 1 kOhm otevře napájení
tranzistor KT816. Nyní jím prochází nabíjecí proud. Kontrolka se rozsvítí
Světelná dioda. Řetěz 4 sériově zapojených výkonných diod a FE tranzistorový přechod
jsou výkonná zenerova dioda se stabilizačním napětím cca 4,2 V, která
zabraňuje vybíjení baterie přes otevřený přechod tranzistoru.
Rezistor *22 Kom by měl být zvolen tak, aby při dosažení odpovídající hodnoty
bateriová banka s napětím +4,2 Voltu se otevřela zenerova dioda a rozsvítila se signálka
Světelná dioda.

Transformátor TN36 nebo podobný.
Tranzistory KT816 (kolektorový proud 3 A).
Diody - výkonné diody KD226 s proudem minimálně 2 A.
Silný drát proměnný odpor 10…..20 Ohm pro nastavení nabíjecího proudu.
Ampérmetr 1….3 A, pro kontrolu nabíjecího proudu.

Každý tranzistor má malý radiátor 20 x 40 mm vyrobený z 1 mm hliníku.

Výstupní napětí přiváděné z usměrňovače do balanceru musí překročit
napětí nabíjené baterie. Používá se v usměrňovači diodový můstek pro proud 3A
a kondenzátor 2200 mikrofarad x 36 voltů.

Pro jednu plechovku by mělo být napětí z usměrňovače asi 6 voltů.
Pro dvě plechovky by mělo být napětí z usměrňovače asi 11 voltů.
Pro tři plechovky by mělo být napětí z usměrňovače asi 15 Voltů.
Pro čtyři plechovky by mělo být napětí z usměrňovače asi 20 voltů.

V případě potřeby můžete přepnout vinutí transformátoru.
Vypínací napětí nabité plechovky je 4,2 V.

Nabíjecí proud pro baterie se nastavuje výkonným drátovým proměnným rezistorem 10...20 Ohmů v rozsahu 1...2 A, u baterií s malou kapacitou v rozsahu 0,5 A.
Tuto nabíječku používám dva roky. Nabíjím baterie 1,8….3,0 A.

Schematický diagram nabíjení - LiPo balancer.

File.lay

Instalace

Negativ plošného spoje pro tři nabíjecí články (3S LiPo). Pohled z cest.

Možnost provedení nabíječky. Čelní pohled. Diody svítí - nabíjení je dokončeno.

Zpětný pohled. Je vidět osa variabilního drátového rezistoru pro nastavení proudu.

Celkový pohled na interiér.

Celkový pohled na interiér

Pohled na desku plošných spojů.

Viditelné jsou proměnný odpor, diodový můstek a filtrační kondenzátor.

Zejména pro skeptiky a přívržence mikrokontrolérů chci říci následující.
V žádném případě nepopírám výhody mikrokontrolérů oproti technologiím 80. let!
Ale návrh obvodů a technologie 80. let jsou dostupné i začínajícím radioamatérům, což se o mikroprocesorech říci nedá. V tomto článku chci jen ukázat svým kolegům, že pomocí jednoduchých sovětských rádiových prvků můžete něco sestavit za pár dní bez velkého úsilí a nákladů na materiál.
nebo jakékoli jiné zařízení potřebné pro podnikání!
Chtěl bych také zvláště poznamenat, že když naši inženýři ještě neměli kalkulačky, ale počítali na logických pravidlech, všechny jejich grandiózní projekty fungovaly! Dost na zapamatování
Sonda Venera ze 70. let, která přistála na povrchu Venuše a přenesla na Zemi barevné fotografie. A sovětské lunární vozítka a nejlepší světová letadla 50. let! A samozřejmě let Jurije Gagarina! V těch letech se všechny výpočty prováděly na logických pravidlech! Samozřejmě mám kalkulačku a víc než jednu. Ale také vím, jak používat logaritmické pravítko.

Vítám každého, kdo se zastavil. Recenze se zaměří, jak už asi tušíte, na dvě jednoduché náhlavní soupravy určené pro monitorování sestav Li-Ion baterií, nazývané BMS. Recenze bude zahrnovat testování a také několik možností pro přeměnu šroubováku na lithium na základě těchto desek nebo podobných. Pro případné zájemce jste vítáni pod kat.
Aktualizace 1, Přidán test provozního proudu desek a krátké video na červené desce
Aktualizace 2, Vzhledem k tomu, že téma vzbudilo malý zájem, pokusím se recenzi doplnit několika dalšími způsoby, jak předělat Shurik, aby se vytvořil jakýsi jednoduchý FAQ

Obecná forma:


Stručné výkonové charakteristiky desek:


Poznámka:

Hned vás chci upozornit - pouze modrá deska má balancer, červená nemá balancer, tzn. Jedná se čistě o desku ochrany proti přebití/nadměrnému vybití/zkratu/vysokému zatížení. A také, na rozdíl od některých názorů, žádný z nich nemá regulátor nabíjení (CC/CV), takže pro jejich provoz je potřeba speciální deska s pevným omezením napětí a proudu.

Rozměry desky:

Rozměry desek jsou velmi malé, pouze 56mm*21mm pro modrou a 50mm*22mm pro červenou:




Zde je srovnání s bateriemi AA a 18650:


Vzhled:

Začněme s:


Při bližším prozkoumání můžete vidět ovladač ochrany – S8254AA a vyvažovací komponenty pro sestavu 3S:


Bohužel podle prodejce je provozní proud pouze 8A, ale soudě podle katalogových listů je jeden mosfet AO4407A určen pro 12A (špičkový 60A) a my máme dva:

Ještě podotýkám, že vyrovnávací proud je velmi malý (asi 40 ma) a vyvažování se aktivuje, jakmile se všechny články/banky přepnou do režimu CV (druhá fáze nabíjení).
Spojení:


jednodušší, protože nemá vyvažovač:


Je také založen na řadiči ochrany – S8254AA, ale je navržen pro vyšší provozní proud 15A (opět podle výrobce):


Když se podíváme do datasheetů k použitým výkonovým mosfetům, provozní proud je uváděn 70A a špičkový proud 200A, stačí i jeden mosfet, ale máme dva:

Zapojení je podobné:


Jak tedy vidíme, obě desky mají řadič ochrany s potřebnou izolací, výkonové mosfety a shunty pro ovládání procházejícího proudu, ale ta modrá má navíc zabudovaný balancer. Do obvodu jsem příliš nekoukal, ale vypadá to, že výkonové mosfety jsou paralelní, takže provozní proudy lze vynásobit dvěma. Důležitá poznámka - maximální provozní proudy jsou omezeny proudovými bočníky! Tyto šátky neznají nabíjecí algoritmus (CC/CV). Abychom potvrdili, že se jedná přesně o ochranné desky, lze soudit podle datového listu ovladače S8254AA, ve kterém není ani slovo o nabíjecím modulu:


Samotný regulátor je určen pro 4S zapojení, takže s určitou úpravou (soudím podle datasheetu) - připájením konektoru a rezistoru, snad bude fungovat červený šátek:


Není tak snadné upgradovat modrý šátek na 4S; budete muset připájet prvky balanceru.

Testování desky:

Přejděme tedy k tomu nejdůležitějšímu, totiž jak jsou vhodné pro reálné použití. Při testování nám pomohou následující zařízení:
- prefabrikovaný modul (tři tří/čtyřregistrové voltmetry a držák na tři baterie 18650), který se objevil v mé recenzi na nabíječku, i když bez vyvažovacího ocasu:


- dvouregistrový ampérvoltmetr pro sledování proudu (nižší hodnoty zařízení):


- snižující DC/DC měnič s omezením proudu a možností nabíjení lithiem:


- nabíjecí a vyvažovací zařízení iCharger 208B pro vybíjení celé sestavy

Stojan je jednoduchý - deska převodníku dodává pevné konstantní napětí 12,6V a omezuje nabíjecí proud. Pomocí voltmetrů se podíváme na jaké napětí desky pracují a jak jsou banky vyváženy.
Nejprve se podívejme na hlavní vlastnost modré desky, a to vyvažování. Na fotce jsou 3 plechovky nabité na 4,15V/4,18V/4,08V. Jak vidíme, existuje nerovnováha. Přivedeme napětí, nabíjecí proud postupně klesá (spodní měřidlo):


Vzhledem k tomu, že šátek nemá žádné ukazatele, lze dokončení vyvážení posoudit pouze okem. Ampérmetr už více než hodinu před koncem ukazoval nuly. Pro zájemce je zde krátké video o tom, jak balancer v této desce funguje:

Výsledkem je, že banky jsou vyváženy na 4,210V/4,212V/4,206V, což je docela dobré:


Při použití napětí o něco vyššího než 12,6V, jak jsem to pochopil, je balancer neaktivní a jakmile napětí na jedné z plechovek dosáhne 4,25V, ochranný ovladač S8254AA vypne nabíjení:


Situace je stejná s červenou deskou; ochranný ovladač S8254AA také vypíná nabíjení při 4,25 V:


Nyní projdeme omezením zatížení. Vybíjet budu, jak jsem uvedl výše, nabíječkou a balančním zařízením iCharger 208B v režimu 3S proudem 0,5A (pro přesnější měření). Protože se mi opravdu nechce čekat, až se celá baterie vybije, vzal jsem jednu vybitou baterii (na fotografii zelená Samson INR18650-25R).
Modrá deska vypne zátěž, jakmile napětí na jedné z plechovek dosáhne 2,7V. Na fotce (bez zatížení->před vypnutím->konec):


Jak vidíte, deska vypíná zátěž přesně na 2,7V (prodejce uváděl 2,8V). Zdá se mi, že je to trochu vysoké, zejména s ohledem na skutečnost, že ve stejných šroubovácích je zatížení obrovské, a proto je pokles napětí velký. Přesto je vhodné mít v takových zařízeních omezení 2,4-2,5V.
Červená deska naopak zátěž vypne, jakmile napětí na jedné z plechovek dosáhne 2,5V. Na fotce (bez zatížení->před vypnutím->konec):


Zde je vše obecně v pořádku, ale není zde žádný vyvažovač.

Aktualizace 1: Test zátěže:
S výstupním proudem nám pomůže následující stojan:
- stejný držák/držák pro tři baterie 18650
- 4registrový voltmetr (kontrola celkového napětí)
- automobilové lampyžárovka jako zátěž (bohužel mám jen 4 žárovky po 65W, víc nemám)
- HoldPeak HP-890CN multimetr pro měření proudů (max 20A)
- vysoce kvalitní měděné lanko reproduktorové dráty velký oddíl

Pár slov ke stojanu: baterie se připojují „jackem“, tzn. jako by jeden po druhém, aby se zkrátila délka spojovacích vodičů, a proto bude pokles napětí na nich při zatížení minimální:


Připojení plechovek na držáku („jack“):


Sondy pro multimetr byly vysoce kvalitní dráty s krokosvorkami z nabíječky iCharger 208B a balančního zařízení, protože HoldPeak nevzbuzují důvěru a zbytečná připojení způsobí další zkreslení.
Nejprve otestujme červenou ochrannou desku, protože je nejzajímavější z hlediska proudového zatížení. Připájejte napájecí a plechovkové vodiče:


Ukázalo se něco takového (ukázalo se, že připojení zátěže má minimální délku):


Už jsem se zmínil v části o předělávání Shurik, že takové držáky opravdu nejsou určeny na takové proudy, ale na testy postačí.
Takže stojan založený na červeném šátku (podle měření ne více než 15A):


Dovolte mi krátce vysvětlit: deska má 15A, ale nemám vhodnou zátěž, která by se do tohoto proudu vešla, protože čtvrtá lampa přidává asi 4,5-5A navíc, a to už je za hranicemi desky. Při 12,6A jsou výkonové mosfety teplé, ale ne horké, tak akorát pro dlouhodobý provoz. Při proudech větších než 15A přechází deska do ochrany. Měřil jsem s odpory, přidali pár ampér, ale stojan už byl rozebraný.
Obrovskou výhodou červené desky je, že neexistuje žádné blokování ochrany. Tito. Když je ochrana spuštěna, není nutné ji aktivovat přivedením napětí na výstupní kontakty. Zde je krátké video:

Dovolte mi to trochu vysvětlit. Protože studené žárovky mají nízký odpor a jsou také zapojeny paralelně, deska si myslí, že došlo ke zkratu a ochrana se spustí. Ale vzhledem k tomu, že deska nemá zámek, můžete cívky trochu zahřát, takže start je „měkčí“.

Modrý šátek pojme více proudu, ale při proudech větších než 10A se výkonové mosfety velmi zahřívají. Při 15A šátek nevydrží déle než minutu, protože po 10-15 sekundách už prst nedrží teplotu. Naštěstí rychle vychladnou, takže se na krátkodobou zátěž docela hodí. Vše by bylo v pořádku, ale při spuštění ochrany se deska zablokuje a pro její odblokování je potřeba přivést napětí na výstupní kontakty. Tato možnost zjevně není pro šroubovák. Celkově je proud 16A, ale mosfety se velmi zahřívají:


Závěr: Můj osobní názor je, že běžná ochranná deska bez balancéru (červená) je pro elektrické nářadí perfektní. Má vysoké provozní proudy, optimální vypínací napětí 2,5V a lze jej snadno upgradovat na konfiguraci 4S (14,4V/16,8V). Myslím, že tohle je nejvíc optimální volba za přeměnu rozpočtu Shurik na lithium.
Nyní k modrému šátku. Jednou z výhod je přítomnost vyvažování, ale provozní proudy jsou stále malé, 12A (24A) je na Shurik s kroutícím momentem 15-25Nm poněkud málo, zvláště když se kazeta téměř zastaví při utahování šroubu. A vypínací napětí je pouze 2,7 V, což znamená, že při velkém zatížení zůstane část kapacity baterie nevyužitá, protože při vysokých proudech je pokles napětí na bankách významný a jsou navrženy pro 2,5 V. A největší nevýhodou je zablokování desky při spuštění ochrany, takže použití ve šroubováku je nežádoucí. V některých domácích projektech je lepší použít modrý šátek, ale opět je to můj osobní názor.

Možná schémata použití nebo jak převést Shurikův napájecí zdroj na lithium:

Jak tedy můžete změnit napájení vašeho oblíbeného Shurika z NiCd na Li-Ion/Li-Pol? Toto téma je již poměrně otřepané a řešení se v zásadě našlo, ale stručně se zopakuji.
Pro začátek řeknu jen jednu věc - v rozpočtových šurikech je pouze ochranná deska proti přebití/nadměrnému vybití/zkratu/vysokému zatěžovacímu proudu (analogicky k recenzované červené desce). Není tam žádné vyvažování. Navíc ani některé značkové elektrické nářadí nemá vyvážení. Totéž platí pro všechny nástroje, které hrdě říkají „Nabití za 30 minut“. Ano, nabijí se za půl hodiny, ale k vypnutí dojde, jakmile napětí na jedné z bank dosáhne jmenovité hodnoty nebo se spustí ochranná deska. Není těžké odhadnout, že banky nebudou plně zpoplatněny, ale rozdíl je pouze 5-10%, takže to není tak důležité. Hlavní věc, kterou je třeba si zapamatovat, je, že vyvážené nabití vydrží minimálně několik hodin. Nabízí se tedy otázka, potřebujete to?

Nejběžnější možnost tedy vypadá takto:
Síťová nabíječka se stabilizovaným výstupem 12,6V a proudovým omezením (1-2A) -> ochranná deska ->
Sečteno a podtrženo: levné, rychlé, přijatelné, spolehlivé. Vyvážení závisí na stavu plechovek (kapacita a vnitřní odpor). Toto je zcela funkční možnost, ale po chvíli se nerovnováha projeví na provozní době.

Správnější možnost:
Síťová nabíječka se stabilizovaným výstupem 12,6V, proudové omezení (1-2A) -> ochranná deska s balancováním -> 3 baterie zapojené do série
Shrnuto: drahé, rychlé/pomalé, kvalitní, spolehlivé. Vyvážení je normální, kapacita baterie je maximální

Pokusíme se tedy udělat něco podobného jako u druhé možnosti, můžete to udělat takto:
1) Li-Ion/Li-Pol baterie, ochranné desky a specializované nabíjecí a vyvažovací zařízení (iCharger, iMax). Kromě toho budete muset odstranit vyvažovací konektor. Existují pouze dvě nevýhody - modelové nabíječky nejsou levné a jejich údržba není příliš pohodlná. Klady – vysoký nabíjecí proud, vysoký balanční proud
2) Li-Ion/Li-Pol baterie, ochranná deska s vyvážením, DC měnič s proudovým omezením, napájení
3) Li-Ion/Li-Pol baterie, ochranná deska bez vyvážení (červená), DC měnič s proudovým omezením, napájení. Jedinou nevýhodou je, že se plechovky časem stanou nevyváženými. Aby se minimalizovala nerovnováha, před změnou shurik je nutné upravit napětí na stejnou úroveň a je vhodné odebrat plechovky ze stejné šarže

První možnost bude fungovat jen pro ty, kteří mají modelovou paměť, ale zdá se mi, že kdyby ji potřebovali, tak svého Shurika už dávno předělali. Druhá a třetí možnost jsou prakticky stejné a mají právo na život. Stačí si vybrat, co je důležitější – rychlost nebo kapacita. Věřím, že poslední možnost je tou nejlepší možností, ale jen jednou za pár měsíců je potřeba vyrovnat banky.

Takže dost žvanění, pojďme k přestavbě. Vzhledem k tomu, že nemám zkušenosti s NiCd bateriemi, mluvím o přestavbě pouze slovy. Budeme potřebovat:

1) Napájení:

První možnost. Napájení (PSU) alespoň 14V nebo více. Výstupní proud je žádoucí, aby byl alespoň 1A (ideálně asi 2-3A). Použijeme zdroj z notebooků/netbooků, z nabíječek (výstup více než 14V), jednotek pro napájení LED pásků, zařízení pro záznam videa (DIY zdroj) např. nebo:


- Snižovací DC/DC měnič s omezením proudu a schopností nabíjet lithium, například nebo:


- Druhá možnost. Hotové napájecí zdroje pro Shuriky s proudovým omezením a výstupem 12,6V. Nejsou levné, jako příklad z mé recenze šroubováku MNT -:


- Třetí možnost. :


2) Ochranná deska s balancerem nebo bez něj. Je vhodné brát proud s rezervou:


Pokud je použita varianta bez balancéru, pak je nutné balanční konektor připájet. To je nutné pro kontrolu napětí na březích, tzn. k posouzení nerovnováhy. A jak víte, budete muset pravidelně dobíjet baterii jednu po druhé pomocí jednoduchého nabíjecího modulu TP4056, pokud začne nerovnováha. Tito. Jednou za pár měsíců vezmeme šátek TP4056 a nabijeme jeden po druhém všechny banky, které mají na konci nabíjení napětí pod 4,18V. Tento modul správně přeruší nabíjení pevné napětí 4,2 V. Tato procedura bude trvat hodinu a půl, ale banky budou víceméně vyrovnané.
Je to napsané trochu chaoticky, ale pro ty v nádrži:
Po několika měsících nabijeme baterii šroubováku. Na konci nabíjení vyjmeme vyvažovací ocas a změříme napětí na bankách. Pokud dostanete něco takového - 4,20V/4,18V/4,19V, tak vyvažování v podstatě není potřeba. Ale pokud je obrázek následující - 4,20V/4,06V/4,14V, pak vezmeme modul TP4056 a nabijeme dvě banky postupně na 4,2V. Nevidím jinou možnost než specializované nabíječky-balancery.

3) Baterie s vysokým proudem:


O některých z nich jsem již dříve napsal několik krátkých recenzí – a. Zde jsou hlavní modely vysokoproudých 18650 Li-Ion baterií:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (20A max.)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (20A max.)
- Sanyo UR18650NSX 2500mah (20A max.)
- Samsung INR18650-15L 1500mah (18A max.)
- Samsung INR18650-20R 2000 mAh (22A max.)
- Samsung INR18650-25R 2500 mAh (20A max.)
- Samsung INR18650-30Q 3000 mAh (15A max.)
- LG INR18650HB6 1500 mAh (30A max.)
- LG INR18650HD2 2000 mAh (25A max.)
- LG INR18650HD2C 2100 mAh (20A max.)
- LG INR18650HE2 2500 mAh (20A max.)
- LG INR18650HE4 2500 mAh (20A max.)
- LG INR18650HG2 3000 mAh (20A max.)
- SONY US18650VTC3 1600mah (30A max.)
- SONY US18650VTC4 2100mah (30A max.)
- SONY US18650VTC5 2600 mAh (30A max.)

Doporučuji léty prověřený levný Samsung INR18650-25R 2500mah (20A max), Samsung INR18650-30Q 3000mah (15A max) nebo LG INR18650HG2 3000mah (20A max). S jinými sklenicemi jsem moc zkušeností neměl, ale moje osobní volba je Samsung INR18650-30Q 3000mah. Lyže měly malou technologickou vadu a začaly se objevovat padělky s malým proudovým výkonem. Mohu zveřejnit článek o tom, jak rozlišit padělek od originálu, ale o něco později ho musíte hledat.

Jak to všechno skloubit:


No, pár slov o spojení. Používáme kvalitní měděné lanka se slušným průřezem. Jedná se o kvalitní akustické nebo obyčejné SHVVP/PVS o průřezu 0,5 nebo 0,75 mm2 ze železářství (natrháme izolaci a získáme kvalitní vodiče různých barev). Délka připojovacích vodičů by měla být co nejmenší. Baterie nejlépe ze stejné šarže. Před jejich připojením je vhodné je nabít na stejné napětí, aby co nejdéle nedocházelo k nerovnováze. Pájení baterií není obtížné. Hlavní je mít výkonnou páječku (60-80W) a aktivní tavidlo (např. pájecí kyselinu). Pájky s třeskem. Hlavní věc je poté otřít oblast pájení alkoholem nebo acetonem. Samotné baterie jsou umístěny v bateriovém prostoru ze starých NiCd plechovek. Je lepší to uspořádat do trojúhelníku, mínus až plus, nebo jak se lidově nazývá „jack“, analogicky s tímto (jedna baterie bude umístěna obráceně), nebo je dobré vysvětlení trochu výše (v sekci testování ):


Vodiče spojující baterie budou tedy krátké, a proto bude pokles drahocenného napětí v nich při zatížení minimální. Nedoporučuji používat držáky na 3-4 baterie, na takové proudy nejsou určeny. Vedení vedle sebe a symetrizační vodiče nejsou tak důležité a mohou mít menší průřez. V ideálním případě je lepší nacpat baterie a ochrannou desku do přihrádky na baterie a stejnosměrný konvertor se snížením samostatně do dokovací stanice. LED indikátory nabití/nabití lze vyměnit za vlastní a zobrazit je na těle dokovací stanice. Pokud chcete, můžete do bateriového modulu přidat minivoltmetr, ale to jsou peníze navíc, protože celkové napětí na baterii bude pouze nepřímo udávat zbytkovou kapacitu. Ale když chceš, proč ne. Tady :

Nyní odhadneme ceny:
1) BP – od 5 do 7 dolarů
2) DC/DC měnič – od 2 do 4 dolarů
3) Ochranné desky - od 5 do 6 dolarů
4) Baterie – od 9 do 12 dolarů (3-4 $ za položku)

Celkem v průměru 15-20 $ za přestavbu (se slevami/kupóny) nebo 25 $ bez nich.

Aktualizace 2, několik dalších způsobů, jak předělat Shurik:

Další možnost (doporučeno z komentářů, díky I_R_O A cartmann):
Používejte levné nabíječky typu 2S-3S (toto je výrobce stejného iMax B6) nebo všechny druhy kopií B3/B3 AC/imax RC B3 () nebo ()
Původní SkyRC e3 má nabíjecí proud na článek 1,2A oproti 0,8A pro kopie, měl by být přesný a spolehlivý, ale dvakrát dražší než kopie. Na stejném místě si ho můžete koupit velmi levně. Jak jsem z popisu pochopil, má 3 nezávislé nabíjecí moduly, něco jako 3 moduly TP4056. Tito. SkyRC e3 a jeho kopie nemají balancování jako takové, ale jednoduše nabíjejí banky na jednu hodnotu napětí (4,2V) současně, protože nemají napájecí konektory. Sortiment SkyRC ve skutečnosti zahrnuje například nabíjecí a balanční zařízení, ale balancující proud je pouze 200 mA a stojí kolem 15-20 $, ale dokáže nabíjet zařízení, která mění život (LiFeP04) a nabíjecí proudy až 3A. Kdo má zájem, může se podívat modelová řada.
Celkem za tato možnost Potřebujete některou z výše uvedených nabíječek 2S-3S, červenou nebo podobnou (bez vyvažování) ochrannou desku a vysokoproudé baterie:


Pokud jde o mě, je to velmi dobrá a ekonomická možnost, pravděpodobně bych u ní zůstal.

Další možnost navržená soudruhem Volosaty:
Použijte tzv. „český balancer“:

Je lepší se ho zeptat, kde se to prodává, slyším o tom poprvé :-). Nemohu vám nic říct o proudech, ale soudě podle popisu potřebuje zdroj energie, takže možnost není tak levná, ale zdá se zajímavá, pokud jde o nabíjecí proud. Zde je odkaz na. Celkem pro tuto možnost potřebujete: napájecí zdroj, červenou nebo podobnou (bez vyvažovací) ochrannou desku, „český balancer“ a silnoproudé baterie.

výhody:
Výhody lithiových zdrojů (Li-Ion/Li-Pol) oproti niklovým (NiCd) jsem již zmínil. V našem případě přímé srovnání – typická baterie Shurik z NiCd baterií versus lithium:
+ vysoká hustota energie. Typická niklová baterie 12S 14,4V 1300mah má uloženou energii 14,4*1,3=18,72Wh, zatímco lithiová baterie 4S 18650 14,4V 3000mah má uloženou energii 14,4*3=43,2Wh
+ žádný paměťový efekt, tzn. můžete je nabíjet kdykoli, aniž byste museli čekat na úplné vybití
+ menší rozměry a hmotnost se stejnými parametry jako NiCd
+ rychlá doba nabíjení (nebojí se vysokých nabíjecích proudů) a jasná indikace
+ nízké samovybíjení

Jediné nevýhody Li-Ion jsou:
- nízká mrazuvzdornost baterií (bojí se negativních teplot)
- je vyžadováno vyvážení plechovek během nabíjení a přítomnost ochrany proti nadměrnému vybití
Jak vidíte, výhody lithia jsou zřejmé, a tak má často smysl zdroj přepracovat...
+173 +366